专利名称：一种阻燃耐热abs组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及ABS的制备技术领域，尤其涉及一种阻燃耐热ABS组合物及其制备方法。
背景技术：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂简称ABS，是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯所组成的三元共聚物，为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。ABS因能表现三种组分之间的协同性能，所以具有表面硬度高、坚韧、耐低温冲击性好、耐蠕变形好、尺寸稳定性好、成型收缩率小、加工性能优良等优异的综合物理和机械性能，被广泛应用于家用电器、办公用品、电子器件、汽车工业等领域。但ABS在空气中极易燃烧，其氧指数为18左右，属易燃材料，燃烧释 放出黑烟和有毒气体，容易存在火灾安全隐患，为了使其遇火难燃或离火自熄，必须对ABS进行阻燃改性，人们通常通过添加阻燃剂对ABS进行阻燃抑烟处理。然而，ABS本身的耐热性不高，热变形温度一般在75°C左右，在ABS中加入了阻燃剂后其耐热性将会降得更低，热变形温度一般在65°C左右，这使得制品不能在较高的温度下使用，难以满足某些如家用电器、电子电讯和汽车零配件等对材料的耐热性能要求较高的领域的需求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种阻燃耐热ABS组合物及其制
备方法。本发明是通过以下技术方案来实现的。一种阻燃耐热ABS组合物，它由以下重量份的原料组成
丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯树脂45-70份
阻燃剂11-16份
阻燃协效剂2-5份
抗氧剂AO. 1-0. 2份
抗氧剂BO. 1-0. 2份
润滑剂AO. 5-0. 7份
润滑剂BO. 2-0. 5份
耐热剂9-30份
增韧剂2-4份；
其中，所述耐热剂为苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐的共聚物或母粒。苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐与ABS共混时，其中的N-苯基马来酰亚胺能够非常有效地提高ABS的玻璃化转变温度，可使共混物的玻璃化转变温度提高10°C，有效地提高ABS的耐热性和加工性。另外，在苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物的共聚物链中的马来酸酐极性基团，可改善共聚物与ABS的相容性，使ABS热变形温度高达99. 9°C，使制品的耐热性大为提闻。
其中，所述抗氧化剂A为亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯)酯，俗称抗氧剂168，为白色结晶粉末，熔点为180-186°C，溶于苯、甲苯、汽油，不溶于水和醇类。该品为低挥发性有机合成抗氧阻聚剂，作为辅抗氧剂，可有效防止材料在挤出混炼过程中的热氧降解，且有效提高产品透明度、抗冲击强度和透光度。其中，所述抗氧化剂B为十八烷基-3，5-双(I，1- 二甲基乙基)-4_羟基苯丙酸酯，俗称抗氧剂1076，为白色结晶粉末，熔点为50-55°C，溶于苯、丙酮、酯类，不溶于水。抗氧剂1076是一种优良的抗氧剂，有较好的耐热及耐水萃取性能，作为主抗氧剂，可有效防止材料在挤出混炼过程中的热氧降解，且有效提高产品透明度、抗冲击强度和透光度。其中，所述润滑剂A为乙撑双硬脂酰胺，乙撑双硬脂酰胺的分子式为C18H76N2O2，为白色至淡黄色粉末或粒状物，熔点为130-145°C，相对密度为O. 98 (25°C),闪点为285°C左右，常温下不溶于乙醇、丙酮、四氯化碳等大多数普通溶剂不溶于水，但粉状物在80°C以上具有可湿性。作为润滑剂，不影响塑料的热稳定性、表面外观、色调、薄膜的透明性等。其中，所述润滑剂B为硬脂酸镁，硬脂酸镁的分子式为(C17H35COO)2Mg,别名十八 酸镁，SMlOO0硬脂酸镁为白色或乳白色的均匀粉末，无味，密度1.07，熔点108-1151。微溶于水，微溶于热醇及苯，可溶于热乙醇。遇强酸能分解成硬脂酸和相应的镁盐，有吸湿性，无毒，制成的颗粒具有很好的流动性和可压性。本发明的一种阻燃耐热ABS组合物，它由以下重量份的原料组成
丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯树脂49-65份
阻燃剂12-15份
阻燃协效剂3-5份
抗氧剂AO. 1-0. 2份
抗氧剂BO. 1-0. 2份
润滑剂AO. 6-0. 7份
润滑剂BO. 3-0. 5份
耐热剂15-30份
增韧剂2_4份。一种阻燃耐热ABS组合物，它由以下重量份的原料组成
丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯树脂54-64份
阻燃剂13-15份
阻燃协效剂4-5份
抗氧剂AO. 15-0. 2份
抗氧剂BO. 15-0. 2份
润滑剂AO. 6-0. 7份
润滑剂BO. 4-0. 5份
耐热剂15-25份
增韧剂3_4份。一种阻燃耐热ABS组合物，它由以下重量份的原料组成
丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯树脂56-60份
阻燃剂14-15份阻燃协效剂4. 5-5份
抗氧剂AO. 18-0. 2份
抗氧剂BO. 18-0. 2份
润滑剂AO. 6-0. 7份
润滑剂BO. 45-0. 5份
耐热剂20-25份
增韧剂3_4份。
其中，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂为奇美ABS747、巴斯夫ABS GP22、LG ABS121H中的任意一种。奇美ABS747耐冲击，力学性能好，易成型加工，良好物理机械性能，尺寸稳定；巴斯夫ABS GP22和LG ABS 121H的综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好。其中，所述阻燃剂为溴代三嗪阻燃剂。溴代三嗪阻燃剂的外观为白色粉末，溴含量为67%，氮含量为4.5%，游离溴(ppm)彡5， 熔点。C为27°C以上，分解温度为310°C，平均粒径为5um。溴代三嗪阻燃剂是一种溴/氮协同的新型阻燃剂，其抗紫外线辐射及耐光性能优越，分子量大，结构复杂，具有良好的热稳定性和电气性能，优越的耐光性，溴代三嗪不同于传统的溴系阻燃剂，其起始分解温度高，同时由于其阻燃机理去吸热分解热降型，不含游离溴，而传统溴系列阻燃剂则会产生游离溴，可避免游离溴给加工设备和环境带来的负面影响，能使加工设备更安全、制品性能更优异，特别适宜作为对较高温度加工的塑料制品如ABS的阻燃剂。其中，所述阻燃协效剂为三氧化二锑、三氧化二锑及煅烧高岭土两者的混合物中的一种。三氧化二锑为白色结晶性粉末，相对密度为5. 67，熔点为655°C，沸点为1425°C，三氧化二锑反应放出H2O并生成熔点较低、能够气化的卤化锑，起稀释可燃性气体的作用，同时其相对密度较大，覆盖于高分子材料表面隔绝空气，能促进炭化反应，降低燃烧系统的温度，能捕捉燃烧过程中气相里游离的HO.和H.，从而抑制燃烧；煅烧高岭土白度高、晶形好、孔隙率大、容重小、化学稳定性和电绝缘性好、散射力和遮盖力强、热稳定性好，将煅烧高岭土作为阻燃增效的填充剂，使其与三氧化二锑协同阻燃ABS，可降低三氧化二锑的用量，降低生产成本。其中，所述三氧化二锑及煅烧高岭土两者的混合物是由三氧化二锑与煅烧高岭土按照3 1的比例混合而成。三氧化二锑与煅烧高岭土按照3 1的比例混合制成的阻燃协效齐U，可使阻燃性能及生产成本平衡，性价比高。其中，所述增韧剂为高胶粉，所述增韧剂为高胶粉，所述高胶粉为锦湖HR181或SABIC B338的高胶粉。高胶粉为苯乙烯-丙烯腈-丁二烯核壳型接枝聚合物，高胶粉中丁二烯的含量中远大于一般的ABS，故称为ABS高胶粉。高胶粉的丁二烯橡胶含量在6(Γ70%，在生产通用级ABS时，只需加入23 - 28%的高胶粉就能达到所需的性能指标，可以降低成本；高胶粉腈含量高，产品腈含量在26 - 28%左右，极性强，易于着色，耐化学性好，生产的ABS刚性强，提高光泽度；高胶粉热变形温度高，可使ABS的热变形温度大幅度提高，在92 - 95°C，大大高于国家标准；高胶粉熔融指数高，使制成的ABS熔融指数较高，流动性好，易于加工。上述阻燃耐热ABS组合物的制备方法，包括以下制备步骤a、将阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂A、抗氧剂B、润滑剂A、润滑剂B、耐热剂、增韧剂按一定的重量份加入高速搅拌机搅拌均勻,搅拌速度为10(T200r/min,搅拌时间为l 4min ;
b、将一定重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂加入到步骤a混匀的物料中搅拌均勻，搅拌时间为2 4min ；
C、将步骤b混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行挤出造粒，制得阻燃耐热ABS组合物的颗粒。其中，所述挤出造粒的送料段挤出温度为19(T20(TC，塑化段挤出温度为200^2100C，熔体输送段挤出温度为200^2100C，机头温度为215 220°C，挤出造粒加工时的真空度为O. 6 MPa O. 8MPa。本发明的有益效果为本发明的一种阻燃耐热ABS组合物，采用苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐的共聚物或母粒作为耐热剂，其中的N-苯基马来酰亚胺能够非常有效 地提高ABS组合物的玻璃化转变温度，可使ABS组合物的玻璃化转变温度提高10°C，有效地提高ABS组合物的耐热性，且共聚物链中的马来酸酐极性基团，可改善共聚物与ABS组合物的相容性，使ABS组合物热变形温度最高可达99. 9°C，使ABS制品的耐热性大为提高，可广泛应用于家用电器、电子电讯和汽车零配件等对材料的耐热性能有较高要求的场合。本发明的制备方法艺简单，生产成本低，有利于普遍推广应用。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明。实施例1。一种阻燃耐热ABS组合物，它由以下重量份的原料组成49. 4份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、16份溴代三嗪阻燃剂、4份阻燃协效剂、0.1份抗氧剂168、0.1份抗氧剂1076、0. 5份乙撑双硬脂酰胺、O. 2份硬脂酸镁、28份苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物、2份高胶粉。
本实施例的阻燃耐热ABS组合物的制备方法，包括以下制备步骤a、将溴代三嗪阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂168、抗氧剂1076、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸镁、苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物、高胶粉按上述重量份加入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度为lOOr/min，搅拌时间为4min ;b、将上述重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂加入到步骤a混匀的物料中搅拌均匀，搅拌时间为4min ;c、将步骤b混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行挤出造粒，制得阻燃耐热ABS组合物的颗粒。挤出造粒的送料段挤出温度为190°C，塑化段挤出温度为200°C，熔体输送段挤出温度为200°C，机头温度为215°C，挤出造粒加工时的真空度为O. 6 MPa。实施例2。一种阻燃耐热ABS组合物，它由以下重量份的原料组成56份丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯树脂、15份溴代三嗪阻燃剂、4. 5份阻燃协效剂、0.1份抗氧剂168、0. 2份抗氧剂1076,0. 6份乙撑双硬脂酰胺、O. 3份硬脂酸镁、20份苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物、3份高胶粉。
本实施例的阻燃耐热ABS组合物的制备方法，包括以下制备步骤
a、将溴代三嗪阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂168、抗氧剂1076、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸镁、苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物、高胶粉按上述重量份加入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为3min ;b、将上述重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂加入到步骤a混匀的物料中搅拌均匀，搅拌时间为3min ;c、将步骤b混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行挤出造粒，制得阻燃耐热ABS组合物的颗粒。挤出造粒的送料段挤出温度为192°C，塑化段挤出温度为202°C，熔体输送段挤出温度为202°C，机头温度为216°C，挤出造粒加工时的真空度为O. 7MPa。实施例3。一种阻燃耐热ABS组合物，它由以下重量份的原料组成58份丙烯腈-丁二 烯-苯乙烯树脂、15份溴代三嗪阻燃剂、4. 5份阻燃协效剂、0. 2份抗氧剂168、0.1份抗氧剂1076、0. 7份乙撑双硬脂酰胺、O. 4份硬脂酸镁、16份苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物、3份高胶粉。
本实施例的阻燃耐热ABS组合物的制备方法，包括以下制备步骤a、将溴代三嗪阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂168、抗氧剂1076、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸镁、苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物、高胶粉按上述重量份加入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度为140r/min，搅拌时间为3min ;b、将上述重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂加入到步骤a混匀的物料中搅拌均匀，搅拌时间为4min ;c、将步骤b混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行挤出造粒，制得阻燃耐热ABS组合物的颗粒。挤出造粒的送料段挤出温度为194°C，塑化段挤出温度为204°C，熔体输送段挤出温度为204°C，机头温度为217°C，挤出造粒加工时的真空度为O. 6MPa。实施例4。一种阻燃耐热ABS组合物，它由以下重量份的原料组成60份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、15份溴代三嗪阻燃剂、4. 5份阻燃协效剂、0. 2份抗氧剂168、0. 2份抗氧剂1076、0. 6份乙撑双硬脂酰胺、O. 5份硬脂酸镁、20份苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物、4份高胶粉。
本实施例的阻燃耐热ABS组合物的制备方法，包括以下制备步骤a、将溴代三嗪阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂168、抗氧剂1076、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸镁、苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物、高胶粉按上述重量份加入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度为160r/min，搅拌时间为2min ;b、将上述重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂加入到步骤a混匀的物料中搅拌均匀，搅拌时间为3min ;c、将步骤b混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行挤出造粒，制得阻燃耐热ABS组合物的颗粒。挤出造粒的送料段挤出温度为196°C，塑化段挤出温度为206°C，熔体输送段挤出温度为206°C，机头温度为218°C，挤出造粒加工时的真空度为O. 7MPa。实施例5。一种阻燃耐热ABS组合物，它由以下重量份的原料组成64份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、15份溴代三嗪阻燃剂、5份阻燃协效剂、0. 15份抗氧剂168、0. 15份抗氧剂1076、0. 6份乙撑双硬脂酰胺、O. 4份硬脂酸镁、15份苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物、4份高胶粉。
本实施例的阻燃耐热ABS组合物的制备方法，包括以下制备步骤
a、将溴代三嗪阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂168、抗氧剂1076、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸镁、苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物、高胶粉按上述重量份加入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度为lOOr/min，搅拌时间为4min ;b、将上述重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂加入到步骤a混匀的物料中搅拌均匀，搅拌时间为4min ;c、将步骤b混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行挤出造粒，制得阻燃耐热ABS组合物的颗粒。挤出造粒的送料段挤出温度为200°C，塑化段挤出温度为210°C，熔体输送段挤出温度为210°C，机头温度为220°C，挤出造粒加工时的真空度为O. 8MPa。实施例f实施例5制成的阻燃耐热ABS组合物的各项性能测试指标如表I。表I。
权利要求
1.一种阻燃耐热ABS组合物，其特征在于它由以下重量份的原料组成丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯树脂45-70份阻燃剂11-16份阻燃协效剂2-5份抗氧剂AO. 1-0. 2份抗氧剂BO. 1-0. 2份润滑剂AO. 5-0. 7份润滑剂BO. 2-0. 5份耐热剂9-30份增韧剂2-4份；其中，所述耐热剂为苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐的共聚物或母粒；其中，所述抗氧化剂A为亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯)酯；所述抗氧化剂B为十八烷基-3，5-双(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯；其中，所述润滑剂A为乙撑双硬脂酰胺；所述润滑剂B为硬脂酸镁。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热ABS组合物，其特征在于它由以下重量份的原料组成丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯树脂49-65份阻燃剂12-15份阻燃协效剂3-5份抗氧剂AO. 1-0. 2份抗氧剂BO. 1-0. 2份润滑剂AO. 6-0. 7份润滑剂BO. 3-0. 5份耐热剂15-30份增韧剂2_4份。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热ABS组合物，其特征在于它由以下重量份的原料组成丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯树脂54-64份阻燃剂13-15份阻燃协效剂4-5份抗氧剂AO. 15-0. 2份抗氧剂BO. 15-0. 2份润滑剂AO. 6-0. 7份润滑剂BO. 4-0. 5份耐热剂15-25份增韧剂3_4份。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热ABS组合物，其特征在于它由以下重量份的原料组成丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯树脂56-60份阻燃剂14-15份阻燃协效剂4. 5-5份抗氧剂AO. 18-0. 2份抗氧剂BO. 18-0. 2份润滑剂AO. 6-0. 7份润滑剂BO. 45-0. 5份耐热剂20-25份增韧剂3_4份。
5.根据权利要求f4任意一项所述的一种阻燃耐热ABS组合物，其特征在于所述阻燃剂为溴代三嗪阻燃剂。
6.根据权利要求f4任意一项所述的一种阻燃耐热ABS组合物，其特征在于所述阻燃剂协效剂为三氧化二锑、三氧化二锑及煅烧高岭土两者的混合物中的一种。
7.根据权利要求6所述的一种阻燃耐热ABS组合物，其特征在于所述三氧化二锑及煅烧高岭土两者的混合物是由三氧化二锑与煅烧高岭土按照3 1的比例混合而成。
8.根据权利要求f4任意一项所述的一种阻燃耐热ABS组合物，其特征在于所述增韧剂为高胶粉，所述高胶粉为锦湖HR181或SABIC B338的高胶粉。
9.权利要求广8任意一项所述的一种阻燃耐热ABS组合物的制备方法，其特征在于 包括以下制备步骤a、将阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂A、抗氧剂B、润滑剂A、润滑剂B、耐热剂、增韧剂按一定的重量份加入高速搅拌机搅拌均勻,搅拌速度为10(T200r/min,搅拌时间为l 4min ;b、将一定重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂加入到步骤a混匀的物料中搅拌均勻，搅拌时间为2 4min ；C、将步骤b混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行挤出造粒，制得阻燃耐热ABS组合物的颗粒。
10.根据权利要求9所述的一种阻燃耐热ABS组合物的制备方法，其特征在于所述挤出造粒的送料段挤出温度为19(T200°C，塑化段挤出温度为20(T21(TC，熔体输送段挤出温度为20(T21(TC，机头温度为215 220°C，挤出造粒加工时的真空度为0.6 MPa O. 8MPa。
全文摘要
本发明涉及ABS的制备技术领域，尤其涉及一种阻燃耐热ABS组合物及其制备方法，它由以下重量份的原料组成45-70份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、11-16份阻燃剂、2-5份阻燃协效剂、0.1-0.2份抗氧剂A、0.1-0.2份抗氧剂B、0.5-0.7份润滑剂A、0.2-0.5份润滑剂B、9-30份耐热剂、2-4份增韧剂。本发明的ABS组合物热变形温度高达99.9℃，耐热性能优异，且阻燃性能良好，符合UL-94V0级标准，产品具有良好的稳定性，机械强度高，产品质量好。本发明的制备方法艺简单，生产成本低，有利于普遍推广应用。
文档编号C08K5/20GK103013035SQ201210587798
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者招启强, 唐昌伟, 傅轶 申请人:广东银禧科技股份有限公司